全國化學(xué)競賽國初模擬試卷10

全國化學(xué)競賽初賽模擬試卷10

（時(shí)間：3小時(shí)滿分：100分）

題號(hào)123456789

滿分4122098912188

H相對(duì)原子質(zhì)量He

1.0084.003

LiBeBCN0FNe

6.9419.01210.8112.0114.0116.0019.0020.18

NaMgAlSiPSClAr

22.9924.3126.9828.0930.9732.0735.4539.95

KCaScTiVCrMnFcCoNiCuZnGaGeAsSeBrKr

39.1040.0844.9647.8850.9452.0054.9455.8558.9358.6963.5563.3969.7272.6174.9278.9679.9083.80

RbSrYZrNbMoTcRuRhPdAgCdInSnSbTeIXc

85.4787.6288.9191.2292.9195.94[98]101.1102.9106.4107.9112.4114.8118.7121.8127.6126.9131.3

CsBaHfTaWReOsIrPtAuHgTlPbBiPoAtRn

La-Lu

132.9137.3178.5180.9183.8186.2190.2192.2195.1197.0200.6204.4207.2209.0[2101[2101[222]

FrRa

Ac-La

[223][226]

一.（4分）黃綠色cio2具有漂白、消毒作用，沸點(diǎn)9.90（,制備C1C>2的方法是：將濕

潤的KCIO3和草酸（固體）混合加熱到6（rc即得。

1.CIO?的分子構(gòu)型為;

2.制備反應(yīng)方程式為___________________________________________________________

3.用此法制備獲得的CIO2和其它生成物分離的方法是

二.（12分）傳統(tǒng)合成冰晶石（Na，AlF“）的方法是使用螢石（CaF,）為原料，螢石作為

一種重要的戰(zhàn)略物資需要加以保護(hù)，使用磷肥副產(chǎn)氟硅酸鈉（Na,SiF?）為原料的方法成為一

條合理利用資源、提高經(jīng)濟(jì)效益的新方法。冰晶石的生產(chǎn)合成主要由晶種生成、氨解、偏鋁

酸鈉的制備和冰晶石合成四個(gè)工段組成。工藝流程如下圖所示：

使用這種方法可以得到大量副產(chǎn)品白炭黑。為了提高副產(chǎn)品白炭黑的質(zhì)量，可以采用外

加晶種法，得到的白炭黑用于丁苯橡膠中，拉伸強(qiáng)度可以達(dá)到21Mpa,而外加晶種法對(duì)冰晶

石質(zhì)量也有影響。

1.冰晶石的化學(xué)名稱為,主要用途是。

2.副產(chǎn)品白碳黑的化學(xué)成分是，丁苯橡膠的結(jié)構(gòu)簡式是

3.氫解反應(yīng)方程式是___________________________________________________________

4.偏鋁酸鈉的制備反應(yīng)是______________________________________________________

5.冰晶石合成反應(yīng)方程式是_________________________________________________

6.晶種制備的原料為硫酸或氫氟酸、水玻璃、水。分別使用HF和H,SC（4合成晶種，生

成的冰晶石檢驗(yàn)結(jié)果如下：

制備晶種用酸對(duì)冰晶石質(zhì)量的影響

第-1-頁共7頁-1-

酸Si（）Fe2O3

F/%A1%Na/%Na:Al2SO42

HF53.0013.2631.002.740.5640.0100.11

H2s52.5812.6831.822.950.2470.0061.49

從實(shí)驗(yàn)結(jié)果看，使用制晶種，合成的冰晶石質(zhì)量較好，簡述你的理由。

三.（20分）能源是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的三大支柱之一，是制約國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸。目前，

我國的能源結(jié)構(gòu)主要是煤，還有石油、天然氣、核能等，這些能源都是一次不可再生且污染

環(huán)境的能源，研究和開發(fā)清潔而又用之不竭的能源是未來發(fā)展的首要任務(wù)?？茖W(xué)家預(yù)測“氫能”

將是未來21世紀(jì)最理想的新能源。氫能是利用氫氣的燃燒反應(yīng)放熱提供能量，即

H2+1/2O,=H,0+284kJ。

1.當(dāng)今社會(huì)發(fā)展的三大支柱除能源外，還包括和o

2.試分析為什么“氫能”將是未來21世紀(jì)最理想的新能源？

3.目前世界上的氫絕大部分是從石油、煤炭和天然氣中制取。如：用水蒸氣與熾熱的

碳反應(yīng)為C+H,O=CO+H,。請(qǐng)?jiān)趯懗鲇商烊粴庵迫涞姆磻?yīng)方程式。并分析此類制氫是否

是理想的長久方法。

4.利用利用硫一碘熱循環(huán)法制取氫也是化學(xué)家常用的一種方法，總反應(yīng)方程式為2H,0

SQ4>2%+。2,其循環(huán)過程分三步進(jìn)行:

①S0,+12+40—A+B②A-?+?③B-?+?+?

（1）完成以上三步反應(yīng)，并確定哪步反應(yīng)最難進(jìn)行。

（2）請(qǐng)對(duì)硫一碘熱循環(huán)法制取氫的優(yōu)劣和前景作一分析。

5.目前，氫總量只有4%左右由電解水的方法制取。

（1）每生產(chǎn)lm3氫氣需要耗電約4度，請(qǐng)估算電解水中能量的利用率。

（2）電解水法制氫一方面消耗的電能比氫能釋放的能量還要高，另一方面電能本身就

是高效、清潔能源，以電能換氫能，成本很高，顯然消耗電能來獲得氫能的方法是得不償失。

請(qǐng)問用什么方法可以降低電解法制氫的成本。

6.目前，有人提出一種最經(jīng)濟(jì)最理想

的獲得的氫能源的循環(huán)體系，如右圖所示：

這是一種最理想的氫能源循環(huán)體系，

類似于（填理科教材中一名詞），

太陽能和水是用之不竭，而且價(jià)格低廉。

急需化學(xué)家研究的是____________________

7.列舉兩種方法簡單安全地輸送氫氣。

四.（9分）某晶體X是二價(jià)金屬硫酸鹽的結(jié)晶水合物，化學(xué)式可表示為

ASO-nHO（A為金屬元素，n為自然數(shù)）。取少量晶體X,加強(qiáng)熱至1000匕以上，得到紅色

42

氧化物Y,總失重率為66.51%；再取2.137g晶體X,溶于水配成溶液，再加過量鐵粉，充

分反應(yīng)后（Fe+A2+=Fe2++A）,固體質(zhì)量增加0.077g。確定晶體X和氧化物Y,并給出推

理步驟。

五.（8分）聯(lián)苯乙酸具有強(qiáng)消炎鎮(zhèn)痛作用和良好的透皮性能，對(duì)治療關(guān)節(jié)疾病和肌肉疼

痛具有速效、高效和安全性等特點(diǎn)。以苯乙睛為起始原料經(jīng)四步反應(yīng)可合成聯(lián)苯乙酸，反應(yīng)

總收率為33.7%。合成路線如下：

第-2-頁共7頁-2-

Fc!,a

CH2CN_1A—-B-~>c

^O-O-CH2CD0H

（1）確定合理的無機(jī)試劑a、b

（2）寫出中間產(chǎn)物A、B、C的結(jié)構(gòu)簡式

六.（9分）目前，包括我國在內(nèi)的許多國家都已經(jīng)暫停銷售

和使用含苯丙醇胺的藥品制劑。苯丙醇胺的英文名稱是-CH-CHj

Phenylpropanolamine,縮寫為PPA,化學(xué)結(jié)構(gòu)如右圖所示：NHa

1.系統(tǒng)命名法命名苯丙醇胺：

2.右圖上用*標(biāo)出苯丙醇胺中的手性碳原子，并確定光學(xué)異構(gòu)體數(shù)目。

3.苯丙醇胺容易和鹽酸成鹽，生成鹽酸苯丙醇胺，而被廣泛入藥。寫出鹽酸苯丙醇胺

的結(jié)構(gòu)簡式。

4.以常見有機(jī)物A為原料，與硝基乙烷作用，所得產(chǎn)物經(jīng)還原可以很方便地得到苯丙

醇胺。合成路線如下：

A+CH3CH9NO,>B%>苯丙醇胺

寫出A、B的結(jié)構(gòu)簡式。

七.（12分）化學(xué)式為C5H4的燒，理論上同分異構(gòu)體的數(shù)目可能有30多種。如:

①CH2=C=C=C=CH,②CHC-CH=C=CH,

③txl（4）t>-C^H⑤t>-CH=CH,……

請(qǐng)不要顧忌這些結(jié)構(gòu)能否穩(wěn)定存在，完成下面各小題：

1.異構(gòu)體①、②是鏈狀分子，請(qǐng)?jiān)賹懗?種鏈狀分子的結(jié)構(gòu)簡式：

2.若核磁共振表明氫原子的化學(xué)環(huán)境沒有區(qū)別，則滿足條件的異構(gòu)體除①、③外還有

（只需答出一例）

3.有人認(rèn)為異構(gòu)體①中四個(gè)氫原子是共平面的，也有人認(rèn)為不共平面，請(qǐng)分別寫出這

兩種觀點(diǎn)中碳原子的雜化類型和碳原子間兀鍵成鍵情況；

4.異構(gòu)體②和③中四個(gè)碳原子是否共平面，方便說明理由;

5.比較異構(gòu)體④和⑤，何者相對(duì)更穩(wěn)定些，為什么？

6.除題干和以上小題涉及到的異構(gòu)體外，請(qǐng)至少再寫出5種異構(gòu)體，要求每種異構(gòu)體

都有對(duì)稱性（存在一條對(duì)稱軸）。

八.（18分）碳化硅（SC）俗名“金剛砂”，有類似金

的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。其空間結(jié)構(gòu)中碳硅原子相間排列，右圖所

碳化硅的晶胞（其中.為碳原子，。為硅原子）。已知：碳

半徑為7.7x10-11m,硅原子半徑為1.17x10-iom,SiC晶

度為3217gfcm3）

1.SiC是晶體，碳、硅原子雜化類型都是

角都是，三個(gè)碳原子和三個(gè)硅原子相間構(gòu)成一個(gè)

（船、椅）六元環(huán)。

2.如右圖所示碳化硅晶胞，從立方體對(duì)角線的視角觀察，畫出一維空間上碳、硅原子

的分布規(guī)律（注意原子的比例大小和相對(duì)位置，至少畫兩個(gè)周期）

3.從與對(duì)角線垂直的平面上觀察一層碳原子的分布，請(qǐng)?jiān)诙S平面是畫出碳原子的分

第-3-頁共7頁-3-

布規(guī)律（用.表示，至少畫15個(gè)原子，假設(shè)片層碳原子間分別相切）；

計(jì)算二維空間上原子數(shù)、切點(diǎn)數(shù)和空隙數(shù)的比例關(guān)系

再考慮該片層結(jié)構(gòu)的上下各與其相鄰的兩個(gè)碳原子片層。這兩個(gè)碳原子的片層將投影在

所畫片層的（原子、切點(diǎn)、空隙）上，且這兩個(gè)片層的碳原子（相對(duì)、相

錯(cuò)）

4.如果我們以一個(gè)硅原子為中心考慮，設(shè)SiC晶體中硅原子與其最近的碳原子的最近

距離為d,則與硅原子次近的第二層有個(gè)原子，離中心原子的距離是,它們都

是原子。

5.如果我們假設(shè)碳、硅原子是剛性小球，在晶體中彼此相切，請(qǐng)根據(jù)碳、硅原子半徑

計(jì)算SiC的密度，再根據(jù)理論值計(jì)算偏差，并對(duì)產(chǎn)生偏差的原因作一合理解釋。

6.估算SiC晶體的原子占據(jù)整個(gè)空間的百分?jǐn)?shù)，只需給出一個(gè)在5%以內(nèi)的區(qū)間。

九.（8分）已知5.000g樣品內(nèi)含F(xiàn)ejOQFe?。?與惰性物質(zhì)，此樣品用過量的KI溶液處

理后，能使所有的鐵還原成Fe2+。然后把溶液稀釋到50.00mL,從50.00mL此溶液中取出

10.00mL溶液，其中的碘要用5.50mL1.000mol/L的Na,S,C>3溶液滴定（即完全反應(yīng)）。另取

25.00mL上述溶液，先除去碘，然后，溶液中的Fe2+可以被3.20mLl.OOOmol/L的KMnC^溶

液在酸性介質(zhì)中滴定。試求原來樣品中含F(xiàn)ejO,與Fez。?的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。

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參考答案

一.1.V型（1分）；

2.KC1O3+H2C2O4=K2CO3+2C1O2+CO2T+H2O（2分）;

3.冷凝（1分）；

1.氟鋁酸鈉電解煉鋁的助熔劑（各1分）

2.SiO,10^11—01,-<4-01=（：1{—（：112工（各1分）

3.NaSiF+4NH/H0=4NHF+2NaF+SiO+H0（2分）

2632422

4.NaOH+Al（OH）3=NaAlO2+2H,O（寫Al,O3也可以）（1分）

5.4NH4F+2NaF+NaAlO2=Na3AlF6+4NH；+2H2O（2分）

6.HF（1分）理論Na：Al=2.56,使用HF制晶種，Na：Al比較接近理論值。（2分,

其它合理答案也可以）

三.1.材料信息（1分）

2.①氫能是最理想的清潔能源之一。氫氣燃燒的唯一產(chǎn)物是水，無環(huán)境污染問題。

②氫能是一種二次能源。自然界不存在純氫，必須從含氫的物質(zhì)中制得氫作為水的組成,

可以說資源豐富。而且氫能是可以利用其它能源（如熱能、電能、太陽能和核能等）來制取

的二次可再生能源。

③氫作為能源放出的能量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于煤、石油、天然氣等能源。

④另外，氫氣是一種理想的能源載體。氫氣具有可儲(chǔ)、可輸?shù)男再|(zhì)，可作為一種能源儲(chǔ)

存和運(yùn)輸。儲(chǔ)能可以達(dá)到合理利用能源的目的。氫能也可進(jìn)行大規(guī)模運(yùn)輸。

（3分，基本答對(duì)其中三點(diǎn)大意給滿分）

3.CH4+H,O=CO+3Hn（1分）

碳、天然氣、石油資源面臨枯竭，該反應(yīng)尚需消耗很高的能量（該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)），

因此，此法不是理想的長久的方法。（2分）

4.①SOz+U+HQnZHl+HM4

?2HI=H,+I2

③2H2so4=2SO,+O,+2H,O

反應(yīng)③最難進(jìn)行（各i分）~

該循環(huán)過程需要很高的熱能，也就是說在較高溫度下才能進(jìn)行，生成的so,和I,可以循

環(huán)使用，其它產(chǎn)物對(duì)環(huán)境無污染，但耗能太大，所以此法也不可取，若把太陽能用到上述循

環(huán)中，該工藝將是合理的。（優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)、前景各1分）

5.（1）電解Imol水消耗能量284kJ（根據(jù)氫氣燃燒釋放熱量確定），lm3%約

45moi（標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)估算），能量利用率約88%（±4%）。（2分）

通過太陽能發(fā)電或風(fēng)能、海洋能、生物能、地?zé)崮茈娬井a(chǎn)生的電能來制氫，可以降低氫

的成本。（1分）

6.光合作用（1分）

尋找合適的光分解催化劑，它能在光照下促使水的分解速度加快。（1分）

7.管道運(yùn)輸（可以把現(xiàn)有的天然氣和城市煤氣管道輸送系統(tǒng)改造為氫氣輸送系統(tǒng)）；金

屬儲(chǔ)氫材料儲(chǔ)存后再運(yùn)輸。（1分）

四.X：CUSO43H2O；Y：Cu2O（各2分）

0.077

推理一：由置換反應(yīng)所給數(shù)值可列式：/-55.85x（A+96.07+18.02n）=2.137①

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A+8.00m

設(shè)氧化物為AO,,（m為自然數(shù)），可列式："+96.07+18.02〃=03349②

4+8.00加

由①②得力—55.85=9295,根據(jù)m=l,2...討論，只有m=l時(shí)才有合理金屬；再

求出A、no（共5分）

推理二：先列式①，根據(jù)n=l,2……討論，只有n=3時(shí)才有合理金屬，確定X；再根

據(jù)X的相對(duì)分子質(zhì)量和Y的含量可確定Yo

五.（1）a：HNO2H.SO4；b：H2SO4/Hac（各1分）

<>

（2）A：CLN-^-^-CH2CN；'B：O2N-CH^COOH；

c：H2N-^Z^>-CH2COOH（各2分）

六.1.1一苯基一1一羥基一2一丙胺（2分）

Q^-?H-6H-CH3

2.NHo4種（各1分）

Q^i-CH-CH3

3.MrHClQ分）

Q>-?H-CH-CH3

4.A：C^-CHO；B：NHaNOj（各2分）

七.1.CH三C—C三C-CH3CH三C-CH,一C三CH（1分）

2.藏或W（1分）

3.中間三個(gè)碳原子sp雜化，兩端兩個(gè)碳原子Sp2雜化（1分）

共平面兀鍵是引和兀;（互相垂直）；不共平面兀鍵是兩個(gè)兀:（互相垂直）（各1分）

4.②不共平面，4位碳原子sp雜化，兩端兩個(gè)兀鍵只能垂直（1分）

③也不共平面，中間碳原子sp雜化，兩個(gè)三角形面垂直（1分）

5.④相對(duì)更穩(wěn)定些，三元環(huán)的張力比⑤?。╯p2對(duì)sp）（1分）

6.白、△、oa口>、n>